【卡城华人网】Power Integrations首发2200V氮化镓

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Power Integrations首发2200V氮化镓

Power Integrations首发2200V氮化镓
【卡城华人网 www.calgarychina.ca】 2026-08-05 10:56

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【卡城华人网】Power Integrations首发2200V氮化镓

Power Integrations 发表首款2200 V 氮化镓技术，抢攻资料中心、电动车与再生能源市场

高压能效电源转换整合晶片厂商Power Integrations 宣布，其独家PowiGaN 氮化镓 (GaN) 技术额定电压正式提升至2200 V，大幅超越目前所有商用GaN 技术的电压等级。这项里程碑突破，使GaN 成功跨足过去由碳化矽(SiC) 主导的高电压领域，为高压AI 资料中心、电动车、再生能源及高压直流输电(HVDC) 等新一代高压电力系统，提供兼具高效率与高频切换的全新技术方案。

Power Integrations 总裁暨执行长Jennifer Lloyd 先前表示，下一代AI 资料中心已朝向1500 V 配电架构迈进，电动车电池系统与辅助电源的电压也持续提升。 2200 V PowiGaN 技术不仅提供充足的安全余裕，更支援高功率密度所需的高切换频率。 Power Integrations强调，力压SiC 关键在于1 MHz 超高频与尺寸减半。

另外，长期以来，2 kV 以上的高压应用皆由SiC 独占。然而，与同等导通电阻的SiC 元件相比，PowiGaN 拥有更小的输出电容(COSS ) 与极低的闸极驱动电荷(Qg)，大幅降低切换损耗。相较于SiC 目前量产应用受限于约250 kHz 的切换频率，PowiGaN 已证实可在高达1 MHz 的超高频率下持续运作。高频化能显著缩减电感、变压器等磁性元件体积，将电源模组尺寸缩小25% 至50%，极大化系统功率密度。

PowiGaN 采用独特的Cascode 结构，将高压D-mode 氮化镓HEMT 与成熟的低压矽MOSFET 串联封装，使整体开关状态完全由矽MOSFET 决定。这不仅简化驱动电路、降低设计复杂度，更带来极高可靠性。在半桥电路运作的「第三象限」中，传统增强型(E-mode) GaN 开关的顺向导通压降高达约5 V，而PowiGaN Cascode 仅有约0.7 V，大幅降低死区时间(dead time) 的损耗，显著提升转换效率。

此外，PowiGaN 采用专利「蓝宝石上氮化镓」(GaN-on-sapphire) 技术。相较于传统导电矽衬底，不导电的蓝宝石能避免热膨胀系数差异导致的制程裂纹，大幅强化过压耐受力。自2018 年推出750 V 产品以来，PowiGaN 晶片已累计出货超2 亿颗，实际量产验证的失效率(FIT) 小于1。

Power Integrations 指出，根据测试数据显示，2200 V PowiGaN 开关的实际崩溃电压超过4000 V (4 kV)，为2200 V 额定电压提供高达2000 V 的宽裕安全防护。若遭遇瞬时过压，只要未超过4000 V 限度，电压回落后元件即可自行恢复正常运作，免于传统矽元件的永久破坏。在动态切换测试中，研发团队于反驰式(Flyback) 电路进行连续20 小时监控，在1760 V 高压、1.5 A 电流负载下，导通电阻(RDS(ON)) 表现极其稳定，完全无电阻飘移，创下业界首度在大于1500 Vpk 高压下连续切换的成功示范。

市场分析师表示，AI 资料中心往更高压汇流排发展正重塑功率半导体市场，预估至2031 年，全球GaN 功率元件市场规模将达35 亿美元。 2200 V 的推出不仅解决了多颗低压元件堆叠所造成的电路复杂性，也为高压单级式电源设计注入全新动能。目前，Power Integrations 首批搭载2200 V PowiGaN 技术的新产品已在积极研发中。其全球供应链布局亦十分完善，磊晶与晶圆生产主要于日本、德国等精密制造地区进行，研发中心位于美国，后端封装测试则部署于马来西亚及中国等亚洲地区，可提供无上限的产能支持。

(首图来源：pixabay)

来源：科技新报

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